全硅MEMS振蕩器向傳統(tǒng)石英器件發(fā)起全面挑戰(zhàn)

       引言：幾十年前我們用芯片取代了三極管，十幾年前我們用各種Memory產(chǎn)品取代了磁盤(pán)和膠卷，現(xiàn)在有公司要用基于硅MEMS的半導(dǎo)體器件取代傳統(tǒng)的石英振蕩器，這將是又一個(gè)重大的改變?nèi)祟?lèi)生活方式的變革。

       我們都有一個(gè)夢(mèng)想，要讓電子產(chǎn)品全部由“沙子”——“硅”來(lái)構(gòu)成，現(xiàn)在我們離這個(gè)夢(mèng)想越來(lái)越近，然而其中有一個(gè)非常頑固的器件——晶振/時(shí)鐘一直還是由石英等不易大規(guī)模生產(chǎn)、不易小型化的材料構(gòu)成。有一家由電子業(yè)元老之一Bosch(博士)分拆出來(lái)的公司——SiTime，它六年前向這個(gè)技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)，要用基于硅工藝的MEMS時(shí)鐘來(lái)替代傳統(tǒng)的石英晶振，他成功了，并且逐漸由低端的消費(fèi)電子時(shí)鐘市場(chǎng)，進(jìn)入到服務(wù)器市場(chǎng)，最終進(jìn)入要求非常高電信、無(wú)線通信市場(chǎng)，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的恒溫晶振和溫補(bǔ)晶振產(chǎn)品，這代表了一個(gè)新的里程碑，因?yàn)橹斑@些領(lǐng)域是被認(rèn)為無(wú)法通過(guò)MEMS時(shí)鐘技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 

      SiTime提供的MEMS時(shí)鐘器件由封裝在8寸標(biāo)準(zhǔn)晶圓片上的MEMS諧振器（晶圓級(jí)封裝）和模擬IC（包括PLL，VCO）整合封裝而成，并且采用了低成本可高量產(chǎn)的塑料封裝技術(shù)，使得時(shí)鐘器件的尺寸、供貨周期都大大縮減?！耙?yàn)镸EMS諧振器已封裝在一個(gè)真空的晶圓片中，所以我們可以采用經(jīng)濟(jì)的塑料封裝，而不用昂貴的金屬封裝。這其中有專利技術(shù)來(lái)自于博士?！盨iTime市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Piyush Sevalia解釋。 

     “在標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制程和高產(chǎn)量塑料封裝技術(shù)雙重保證下，相比傳統(tǒng)石英器件，SiTime具有優(yōu)秀的供貨能力和最短的Lead time時(shí)間?！彼a(bǔ)充道。并且，由于基于標(biāo)準(zhǔn)晶圓的生產(chǎn)工藝，良率也大幅提升，這包括生產(chǎn)良率和產(chǎn)品面市后的反修率，因?yàn)楣鐼EMS具有比傳統(tǒng)石英強(qiáng)十倍的抗沖擊性?！拔覀兊漠a(chǎn)品返修率是傳統(tǒng)石英產(chǎn)品的百分之幾?！彼Q。
      此外，SiTime的業(yè)務(wù)模式也是非常靈活的，除了提供塑料封裝的時(shí)鐘/振蕩器件，還向IC公司提供硅MEMS諧振器裸片?！艾F(xiàn)在已有多家公司采用我們的MEMS諧振器裸片用于芯片內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制，明年這個(gè)市場(chǎng)增長(zhǎng)會(huì)非?？??！彼Q。從2005年成立至今，SiTime已出貨7500萬(wàn)套硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品，占據(jù)了全球硅MEMS時(shí)鐘市場(chǎng)的85%份額，可以說(shuō)是硅MEMS時(shí)鐘市場(chǎng)的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者。而在供應(yīng)MEMS裸片方面，市場(chǎng)剛剛啟量?！澳壳斑@個(gè)市場(chǎng)出貨約為300-500萬(wàn)片，明年預(yù)期大增，智能電表主控IC就是其中一個(gè)需求量較大的市場(chǎng)?！彼嘎??！按送?，由于我們的解決方案均可量身定制，可促使客戶進(jìn)一步優(yōu)化其電子產(chǎn)品功能，縮小產(chǎn)品尺寸并提升產(chǎn)品可靠性。”

       此次，SiTime推出的SiT530x系列全硅MEMS三 級(jí)時(shí)鐘(Stratum 3)解決方案，以替代傳統(tǒng)的恒溫晶振和溫補(bǔ)晶振產(chǎn)品。應(yīng)用目標(biāo)市場(chǎng)定位于電信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如基于同步光纖網(wǎng)（SONET）和同步以太網(wǎng)的核心及邊緣路由器、無(wú)線基站、IP時(shí)鐘和智能電網(wǎng)等應(yīng)用。SiT530x系列包括兩款器件—運(yùn)行頻率范圍為1至60 MHz的SiT5301和運(yùn)行頻率范圍為60至220 MHz的SiT5302。
      它們具有以下特性和優(yōu)勢(shì)：符合或超越面向最苛刻時(shí)鐘應(yīng)用的Telcordia GR-1244 Stratum 3頻率穩(wěn)定度規(guī)范，比如在商業(yè)工作溫度（0至70°C）下的頻率穩(wěn)定度為±0.1 PPM；采用2520兼容封裝，業(yè)界最小尺寸的±100 PPB解決方案；支持最寬的頻率范圍（1至220 MHz），精度達(dá)小數(shù)點(diǎn)后6位。設(shè)計(jì)師使用SiTime的可編程頻率功能，擺脫了石英產(chǎn)品固定頻率的限制，可用來(lái)設(shè)計(jì)具有更高性能和可靠性的系統(tǒng)。此外，其介于2.5V和3.3V之間的運(yùn)行電壓支持所有電信和網(wǎng)絡(luò)SOC和ASIC、FPGA。

      SiTime首席執(zhí)行官Rajesh Vashist表示：“石英行業(yè)用了幾十年時(shí)間才實(shí)現(xiàn)該精密度，而SiTime僅用了5年時(shí)間便突破了這一性能水平。憑借Stratum 3時(shí)鐘等顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)品以及我們近日發(fā)布的差分振蕩器產(chǎn)品和壓控硅振蕩器產(chǎn)品，SiTime正在加速全硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品的應(yīng)用。通過(guò)將高性能、低成本和易用性完美結(jié)合，我們已成功使500多家客戶放棄了傳統(tǒng)的石英產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而采用我們的產(chǎn)品?！?

      該公司的全球代理產(chǎn)艾睿電子市場(chǎng)和Asset Management高級(jí)副總裁Jeff Eastman指出：“SiTime可編程架構(gòu)可保證艾睿隨時(shí)有現(xiàn)貨。我們?cè)S多客戶都以在收益于SiTime全硅方案的優(yōu)點(diǎn)?！边@對(duì)于電子產(chǎn)品市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，真是一個(gè)重大的里程碑。“幾十年前我們用芯片取代了三極管，十幾年前我們用各種Memory產(chǎn)品取代了磁盤(pán)和膠卷，現(xiàn)在我們要用真正的基于硅MEMS的半導(dǎo)體器件取代傳統(tǒng)的石英振蕩器，這將是又一個(gè)重大的改變?nèi)祟?lèi)生活方式的變革?！彼Q。